水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治措施

水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治措施

摘要:水泥混凝土路面是目前公路建设中广泛应用的高等级路面。然而由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善,导致道路路面产生裂缝,从而成为影响水泥混凝土路面发展的一个关键性技术问题。总结工程实践中的经验,就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及针对性的预防措施进行了一些探讨。

关键词: 水泥混凝土路面,裂缝, 原因， 预防措施 一、前言

当前，水泥混凝土路面在国、省道路面改造和农村公路改造建设当中的应用比较普遍，水泥混凝土路面具有强度高、施工方便、工艺成熟、使用周期长等方面的卓越性能，因而受到公路建设者和使用者的亲睐。但其在施工和运营中容易出现的裂缝问题，使建设和养护费用大大增加。为了能更好地控制好水泥混凝土路面的质量，减少混凝土路面裂缝的发生，下面对公路建设当中常见的水泥混凝土路面裂缝问题以及产生的原因进行分析和探讨。

二、裂缝成因

裂缝是水泥混凝土路面最常见、最普遍的质量病害。在水泥混凝土路面施工及运营过程中，其产生裂缝的原因很多，有水泥混凝土本身内在的原因，如水泥、水、集料等组成材料内在问题，还有外部条件如基层的质量、施工环境温度以及施工工艺等原因。裂缝的产生从时间上可分凝结前和凝结后两个过程。

(一)凝结前

水泥在水化过程中会使混凝土的体积发生变化，主要是水泥——水体系的体积减少，这种体积的减缩叫做混凝土的塑性收缩。塑性收缩均会使混凝土发生裂缝。

(二)凝结后

混凝土在凝结以后，混凝土强度会由于其物理和化学反应的持续进行而缓慢增长。因此，在这一段时间混凝土会由于其内在的原因与环境的不相适应或由于施工及材料的问题而产生裂缝。

三、裂缝主要的类型与防治措施

（一）、龟裂

1、现象

混凝土路面表面产生网状、浅而细的发丝裂缝，呈小的六角形花纹，深度

5~10mm。

2、成因

（1）混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖养生，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，导致开裂；

（2） 混凝土在拌制时水灰比过大，模板与垫层之间过于干燥，吸水大；

（3） 混凝土配合比不合理，水泥用量砂率过大；

（4） 混凝土表面过度震荡或抹平，使水泥和细骨料过多上浮至表面，导致开裂。

3、治理方法

（1） 如混凝土在初凝前出现龟裂，可采用镘刀反复压抹或重新振捣的方法来消除，再加强湿润覆盖养护；

（2） 一般对结构强度无甚影响，可不予处理；

（3） 必要时应用注浆进行表面涂层处理，封闭裂缝。

（二）、横向裂缝

1、现象

沿着道路中线大致相垂直的方向产生裂缝，这类裂缝往往在行车与温度的作用下，逐渐扩展，最终贯穿板厚。

2、成因

（1） 混凝土路面锯缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。混凝土连续浇筑长度越长，浇筑时气温越高，基层表面越粗糙越易断裂；

（2） 切缝深度过浅，应力没有释放，因而在临近缩缝处产生新的收缩缝；

（3） 混凝土路面基础发生不均匀沉降，导致板底脱空而断裂；

（4） 混凝土路面板厚度与强度不足，在荷载和温度应力作用下产生裂缝。

3、治理方法

（1） 当板块裂缝较大，咬合能力严重削弱，则应局部反挖修补。先沿裂

缝两侧一定范围划出标线，最小宽度不宜小于1m，标线应与中线垂直，然后沿缝锯齐，凿去标线间的混凝土，浇筑新混凝土；

（2） 整个板块翻挖后重新铺筑新的混凝土；

（3） 用聚合物灌浆法封缝或沿裂缝开槽嵌入弹性或刚性粘合修补材料，起封缝防水的作用。

（三）、角隅断裂

1、现象

混凝土路面板角处，沿与角隅等分线大致相垂直方向产生断裂，在胀缝处特别容易发生。

2、成因

（1） 角隅处于纵横缝交叉处容易产生唧泥，形成脱空，导致角隅应力增大，产生断裂；

（2） 基础在行车荷载与水的综合作用下，逐步产生塑性变形累积，使角隅应力逐渐递增，导致断裂；

（3） 胀缝往往是位于端模板处，拆模时容易损伤，而在下一相邻板浇筑时，由于已浇板块强度有限，极易受伤，造成隐患，故此处角隅较易断裂。

3、治理方法

若裂缝较小，可采用灌浆法封闭裂缝，继续使用；若板角松动，则可以沿裂缝锯齐凿去板块后，采用具有良好粘接性能的混凝土进行修补。

（四）、纵向裂缝

1、现象

顺道路中心方向出现的裂缝。这种裂缝一旦出现，经过一段营运时间后，往往会变成贯穿裂缝。

2、成因

（1）路基发生不均匀沉降，导致路面基础下沉，板块脱空而产生裂缝；

（2）由于基础不稳定，在行车荷载与水温的作用下，产生塑性变形或者由于基层材料安定性不好，产生膨胀，导致开裂；

（3） 混凝土板厚度与基础强度不足产生的荷载型裂缝。

3、处理方法

（1）如属于土基沉陷等原因引起的，则应先从稳定土基着手或者等待自然稳定后，再着手修复。在过度期可采取一些临时措施，如封缝防水；严重影响交通的板块，挖除后可用沥青混合料修复等；

（2） 采用扩缝加筋的办法进行修补，具有较好的增强效果；

（3） 翻挖重铺是一个常用的有效措施，但基层必须稳定可靠，否则必须从加强、稳定基层着手。

（五）、检查井周围裂缝

1、现象

在检查井或收水井周边转角处呈现放射线裂缝，或在检查井周边呈现纵横向裂缝。

2、成因

（1） 水泥混凝土路面板中设置检查井或收水井，使混凝土板纵横截面积见效，同时，板中孔穴的存在，造成应力集中，大大增加了井周边特别是转角处的温度和荷载应力；

（2） 井体在使用过程中，由于基础和回填土的沉降使板体产生附加应力；

（3） 在井周边的混凝土板所受的综合疲劳应力大于混凝土路面设计抗折强度而产生裂缝。

3、治理方法

（1） 如裂缝宽度小，仍能传递荷载，可不维修；

（2） 如裂缝较宽，咬合力削弱较大，则可采用粘结法，即沿裂缝全深度扩缝，选择适用灌浆材料进行填充缝修补，使板块恢复整体功能；

（3） 如属于严重裂缝，则可采用翻修法，即将部分或整块检查井周围混凝土板全部凿除，必要时对基层进行处理后，重新浇筑新的混凝土。

四、施工注意事项

1、路面基层是路面的基础，其各项指标对于水泥混凝土路面面层的使用有着直接的影响，因此基层的材料、强度、平整度以及压实度的控制就非常重要。

（1） 混凝土路面宜采用贫混凝土、沥青混合料、水泥稳定粒料等耐冲刷的基层，或开级配碎、砾石等具有自流排水的基层；

（2） 基层顶面的当量回弹模量Et不应低于下表的规定：

（3） 基层的平整度以3m直尺量测为准。3m直尺与基层表面之间的最大间隙，高速公路和一级公路不应大于3mm；其他各级公路不应大于5mm；

（4） 应在基层混合料处于或略大于最佳含水量（气候炎热时，基层混合料可大1%~2%）时进行碾压，直到达到下表所示的压实度（按重型击实标准）：